移动执行器控制:基于观测器的二维分布参数系统优化

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"这篇论文研究了在传感器执行器网络下的二维分布参数系统的控制问题,重点关注了如何通过移动执行器来优化系统的性能。论文作者包括江正仙、崔宝同和张建香,发表在《控制与决策》期刊2020年第35卷第7期上,DOI为10.13195/j.kzyjc.2018.1391。" 二维分布参数系统是一种常见的复杂系统,其特性在于系统的动态特性在整个空间或区域内分布,而非集中在单个点或有限数量的节点上。这种系统广泛存在于热传导、流体动力学、电磁场等工程领域。论文提出了一种新颖的控制策略,利用固定传感器获取系统的测量信息,并基于这些信息设计观测器来估计系统的状态。 观测器是控制系统中的关键组成部分,它的作用是根据系统的输出信息来估计无法直接测量的状态变量。在本研究中,观测器被用于实时监测二维分布参数系统的状态,从而提供必要的信息反馈给控制器。控制器的设计是基于观测器的估计状态,通过调整移动执行器的动作来影响系统的动态行为。 移动执行器是控制系统中的一个创新元素,它可以在二维平面上移动,以更灵活地影响系统。论文中利用算子半群理论和Lyapunov稳定性分析,确定了移动执行器的水平和垂直运动速度,这些速度直接与观测器提供的状态信息相关。这样,执行器的动态位置调整可以根据系统的实时状态进行,提高了控制效果。 Lyapunov方法是控制理论中常用的一种稳定性分析工具,通过构造Lyapunov函数,可以证明系统的稳定性或者收敛性。在这个问题中,Lyapunov方法被用来确保移动执行器控制策略的稳定性和有效性。 通过数值仿真,论文验证了所提出的控制策略能够显著提升二维分布参数系统的性能。这种控制策略对于传感器执行器网络的优化配置和分布式系统的控制具有重要的理论和实际意义,特别是在那些需要精确控制的复杂环境中,如环境监控、智能制造和能源管理等领域。 此外,推荐的其他文章涉及了类似主题,如活动边界分布参数系统的移动控制、鲁棒自适应滑模观测器在故障重构中的应用、区间观测器在执行器故障检测中的作用以及非线性动态系统的自适应未知输入观测器故障诊断等,这些都是分布式参数系统控制领域的前沿研究方向。